理论上,LED产品为当光输出衰减至50%即认为产品失效。本文所讨论的失效不仅指LED因为光通量下降而产生的中位寿命失效,也讨论其它原因引起的断路失效,即引起LED器件性能下降的各种因素。
LED产品的失效模式就目前所观测到的情况而言,有如下几个方面:开路失效,光通下降,劣化失效。前者是由于电回路中某一点的断裂引起LED产品彻底失效,后者则是因为由于LED产品的无源复合等原因,引起光转化效率下降,引起光通量下降。至于劣化失效是因为产品在长时间的使用过程中,因材料的老化而产生的失效。
LED失效分析是对已经失效了的LED进行分析的过程,为了了解器件失效的原因,必须对LED各个组成部分进行全面的研究。首先要对LED的失效时间进行分析,对于接近设计寿命的元件,将不作分析,作退役处理,其他元件视其是否开路失效,而考虑是否进行光电参数的测试,再进行外观测试;如果已经是开路失效,将直接使用光学显微镜,金相显微镜等进行外观检测,分析可能存在的缺陷,如果在引脚与键合处存在失效,那么,将采用电子探针显微测试分析引脚失效原因,再对元件进行红外测试,找寻内部缺陷。最后对缺陷部位进行定点剖析测试,确定失效原因。
在LED的失效分析过程中,必须注意到各种失效方式之间的相互联系,在分析过程中要加以认识,结合失效时间,应用环境,并寻找适当的方法加以区分。
虽然在研究过程中,尽可能地完善检测条件与方法去查找失效原因相当重要,然而,更应当意识到失效预防的重要性,因此利用失效分析得出LED的失效原因后,找出避免再次出现同类失效方式的方法,这才是失效分析的目的所在。